特許 6894984 静電センサ

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6894984

(24)【登録日】2021年6月8日

(45)【発行日】2021年6月30日

(54)【発明の名称】静電センサ

(51)【国際特許分類】

   G06F 3/041 20060101AFI20210621BHJP

   G06F 3/044 20060101ALI20210621BHJP

【ＦＩ】

   G06F3/041 512

   G06F3/044 124

【請求項の数】7

【全頁数】16

(21)【出願番号】特願2019-560936(P2019-560936)

(86)(22)【出願日】2018年12月4日

(86)【国際出願番号】JP2018044539

(87)【国際公開番号】WO2019124054

(87)【国際公開日】20190627

【審査請求日】2020年2月27日

(31)【優先権主張番号】特願2017-243986(P2017-243986)

(32)【優先日】2017年12月20日

(33)【優先権主張国】JP

(73)【特許権者】

【識別番号】000010098

【氏名又は名称】アルプスアルパイン株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100107766

【弁理士】

【氏名又は名称】伊東 忠重

(74)【代理人】

【識別番号】100070150

【弁理士】

【氏名又は名称】伊東 忠彦

(72)【発明者】

【氏名】藤由 達巳

【審査官】 木村 慎太郎

(56)【参考文献】

【文献】 特開２０１０−１０８５０１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１１−１２８８９６（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｇ０６Ｆ ３／０４１

Ｇ０６Ｆ ３／０４４

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

近接している被検出物の位置を検出する静電センサであって、
複数の電極を有する第１の電極群と、
前記第１の電極群の電極に隣接している複数の電極を有する第２の電極群と、
前記第１の電極群の電極及び前記第２の電極群の電極より選択された電極の各々に接続され、第１の交流電源と電流測定部とを有する検出回路と、
前記第１の電極群の電極及び前記第２の電極群の電極より選択されなかった非選択の電極に接続される第２の交流電源と、
制御部と、
を有し、
前記第１の電極群の複数の電極、及び、前記第２の電極群の複数の電極は、絶縁体基板の一方の面に設けられており、
前記絶縁体基板の他方の面には、シールド電極が設けられており、
前記第１の交流電源において発生させた交流と、前記第２の交流電源において発生させた交流とは、同じ周波数であって、同位相であり、
前記シールド電極は、前記第２の交流電源において発生させた交流が印加されており、
前記制御部は、前記第１の電極群の電極及び前記第２の電極群の電極より、前記検出回路に接続される電極を順次選択して前記検出回路に接続し、前記検出回路の電流測定部において検出された電流に基づき前記被検出物の位置を検出することを特徴とする静電センサ。

【請求項2】

前記第１の交流電源において発生させた交流と、前記第２の交流電源において発生させた交流とは、電圧の振幅が等しいことを特徴とする請求項１に記載の静電センサ。

【請求項3】

前記第１の交流電源において発生させた交流は、前記第２の交流電源において発生させた交流よりも、電圧の振幅が小さいことを特徴とする請求項１に記載の静電センサ。

【請求項4】

前記検出回路の数は、前記第１の電極群の電極の数、または、前記第２の電極群の電極の数よりも少ないことを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載の静電センサ。

【請求項5】

６
近接している被検出物の位置を検出する静電センサであって、
複数の電極を有する第１の電極群と、
前記第１の電極群の電極に隣接している複数の電極を有する第２の電極群と、
前記第１の電極群の電極及び前記第２の電極群の電極の各々に対応して接続される検出回路と、
制御部と、
を有し、
前記第１の電極群の複数の電極、及び、前記第２の電極群の複数の電極は、絶縁体基板の一方の面に設けられており、
前記絶縁体基板の他方の面には、シールド電極が設けられており、
前記検出回路は、第１の交流電源と電流測定部とを有しており、
前記シールド電極は、前記第１の交流電源において発生させた交流が印加されており、
前記制御部は、前記第１の電極群の電極及び前記第２の電極群の電極の各々に接続されている前記検出回路の電流測定部において検出された電流に基づき前記被検出物の位置を検出することを特徴とする静電センサ。

【請求項6】

前記第１の電極群における複数の電極は、第１の方向が長手方向となるように配置されており、
前記第２の電極群における複数の電極は、第２の方向が長手方向となるように配置されていることを特徴とする請求項１から５のいずれかに記載の静電センサ。

【請求項7】

前記第１の方向と前記第２の方向とは、直交していることを特徴とする請求項６に記載の静電センサ。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、静電センサに関するものである。

【背景技術】

【0002】

タッチセンサは、指やペン等を用いて指し示された位置座標又は指し示す動作を検出する装置であり、現在、操作情報を入力する操作入力装置として様々な用途に用いられている。このようなタッチセンサには、抵抗膜方式、静電容量方式、光学的検出方式等が知られている。静電容量方式のタッチセンサ、即ち、静電センサでは、導電性の物質に導体や人体の一部が近づいた際の静電容量の変化を検出し、導体や人体の一部の位置を検出することにより、操作情報を入力するものである。

【0003】

ところで、このような静電容量方式のタッチセンサとしては格子状の電極パターンを有しているものがあり、導体や人体の一部が近づいた際に生じる静電容量の僅かな変化を検出回路において検出し、タッチセンサにおける位置座標を算出するものである。格子状の電極パターンとしては、ダイヤ状の電極パターンがＸ方向に連なっているパターンと、ダイヤ状の電極パターンがＹ方向に連なっているパターンにより形成されているものがある。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開２０１１−１４１０９号公報

【特許文献2】特許第５６９８８４６号公報

【特許文献3】特許第６０３８３６８号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

このような、静電容量方式のタッチセンサにおいては、より検出感度の高いものが求められている。例えば、タッチセンサを自動車の車内に搭載されており、運転手が操作する場合を考えると、静電容量方式のタッチセンサに運転者の指等が直接触れた場合のみならず、手袋をした状態で触れても検出することができるものの方が好ましい。

【0006】

よって、より検出感度の高い静電センサが求められている。

【課題を解決するための手段】

【0007】

本実施の形態の一観点によれば、近接している被検出物の位置を検出する静電センサであって、複数の電極を有する第１の電極群と、前記第１の電極群の電極に隣接している複数の電極を有する第２の電極群と、前記第１の電極群の電極及び前記第２の電極群の電極より選択された電極の各々に接続され、第１の交流電源と電流測定部とを有する検出回路と、前記第１の電極群の電極及び前記第２の電極群の電極より選択されなかった非選択の電極に接続される第２の交流電源と、制御部と、を有し、前記第１の電極群の複数の電極、及び、前記第２の電極群の複数の電極は、絶縁体基板の一方の面に設けられており、前記絶縁体基板の他方の面には、シールド電極が設けられており、前記第１の交流電源において発生させた交流と、前記第２の交流電源において発生させた交流とは、同じ周波数であって、同位相であり、前記シールド電極は、前記第２の交流電源において発生させた交流が印加されており、前記制御部は、前記第１の電極群の電極及び前記第２の電極群の電極より、前記検出回路に接続される電極を順次選択して前記検出回路に接続し、前記検出回路の電流測定部において検出された電流に基づき前記被検出物の位置を検出することを特徴とする。

【発明の効果】

【0008】

開示の静電センサによれば、検出感度を向上させることができる。

【図面の簡単な説明】

【0009】

【図1】タッチセンサの構造図

【図2】タッチセンサの説明図（１）

【図3】タッチセンサの断面図

【図4】タッチセンサの説明図（２）

【図5】第１の実施の形態におけるタッチセンサの構造図

【図6】第１の実施の形態におけるタッチセンサの駆動検出部の構成図

【図7】第１の実施の形態におけるタッチセンサの説明図（１）

【図8】第１の実施の形態におけるタッチセンサの断面図

【図9】第１の実施の形態におけるタッチセンサの説明図（２）

【図10】第２の実施の形態におけるタッチセンサの駆動検出部の構成図

【図11】第２の実施の形態におけるタッチセンサの説明図（１）

【図12】第２の実施の形態におけるタッチセンサの説明図（２）

【図13】第２の実施の形態におけるタッチセンサの説明図（３）

【図14】第３の実施の形態におけるタッチセンサの駆動検出部の構成図

【図15】第３の実施の形態におけるタッチセンサの説明図

【図16】第４の実施の形態におけるタッチセンサの説明図

【図17】第５の実施の形態におけるタッチセンサの構造図

【図18】第５の実施の形態におけるタッチセンサの断面図

【発明を実施するための形態】

【0010】

実施するための形態について、以下に説明する。尚、同じ部材等については、同一の符号を付して説明を省略する。

【0011】

〔第１の実施の形態〕
最初に、格子状の電極パターンを有している静電容量方式のタッチセンサにおける位置検出方法について説明する。格子状の電極パターンを有している静電容量方式のタッチセンサは、図１に示されるように、Ｘ方向の電極１１〜１５と、Ｙ方向の電極２１〜２５とにより形成されている。Ｘ方向の電極１１〜１５は複数のダイヤ状の電極パターンがＸ方向に沿って連結されており、長手方向がＸ方向となっており、Ｙ方向の電極２１〜２５は複数のダイヤ状の電極パターンがＹ方向に沿って連結されており、長手方向がＹ方向となっている。Ｘ方向の電極１１〜１５は、Ｙ方向に沿って順に配置されており、Ｙ方向の電極２１〜２５は、Ｘ方向に沿って順に配置されており、Ｘ方向の電極１１〜１５のダイヤ状の電極パターン間の上には、Ｙ方向の電極２１〜２５のダイヤ状の電極パターンが形成されている。

【0012】

尚、一般的には、Ｘ方向の電極１１〜１５は、Ｙ方向に配列されておりＹ座標を検出するものであるため、Ｙ電極と呼ばれる場合があり、Ｙ方向の電極２１〜２５は、Ｘ方向に配列されておりＸ座標を検出するものであるため、Ｘ電極と呼ばれる場合があるが、便宜上、Ｘ方向の電極１１〜１５及びＹ方向の電極２１〜２５として説明する。また、本願においては、Ｘ方向の電極１１〜１５を第１の電極群における電極と記載し、Ｙ方向の電極２１〜２５を第２の電極群における電極と記載する場合がある。また、Ｘ方向とはＸ軸方向に沿った方向であり、Ｙ方向とはＹ軸方向に沿った方向であり、Ｘ方向とＹ方向は直交している。タッチセンサの平面に平行な面はＸＹ面であり、タッチセンサの平面に垂直な方向、即ち、ＸＹ面に垂直な方向がＺ方向となる。

【0013】

上記のような、Ｘ方向の電極１１〜１５とＹ方向の電極２１〜２５とが交差する部分については、Ｘ方向の電極１１〜１５が下、Ｙ方向の電極２１〜２５が上となるように形成されており、この交差している部分では、Ｘ方向の電極１１〜１５とＹ方向の電極２１〜２５との間は、空間、または、不図示の絶縁膜が形成されており、Ｘ方向の電極１１〜１５とＹ方向の電極２１〜２５とは絶縁されている。

【0014】

図１に示すタッチセンサでは、各々のＸ方向の電極１１〜１５、及び、各々のＹ方向の電極２１〜２５は、駆動検出部３０に接続されており、駆動検出部３０による制御により、各々のＸ方向の電極１１〜１５、及び、各々のＹ方向の電極２１〜２５に交流電圧を印加することができる。

【0015】

このタッチセンサによる指等の位置検出を行う際には、最初に、図２に示すように、Ｘ方向の電極１１〜１５に交流電圧を印加する（網点部）。この際、Ｙ方向の電極２１〜２５には電圧が印加されていないフローティング状態にあるか、接地電位等に接続されている。図３は、図２における一点鎖線２Ａ−２Ｂにおいて切断した断面図である。この状態においては、Ｘ方向の電極１１〜１５に交流電圧が印加されており、図３の破線に示すようなＸ方向の電極１２等の面に対し略垂直方向に向かう電気力線が生じている。このように、Ｘ方向の電極１１〜１５において電界が生じているため、被検出物である指１００等をタッチセンサに近づけた場合に、指１００等と電極パターンとの間にコンデンサが形成され、指１００等に最も近い電極パターンを有する電極に、最も多くの電流が流れる。従って、Ｘ方向の電極１１〜１５のうち最も多く電流が流れた電極を特定することにより、指１００等のＹ座標の位置を特定することができる。

【0016】

次に、図４に示すように、Ｙ方向の電極２１〜２５に交流電圧を印加する（網点部）。この際、Ｘ方向の電極１１〜１５には電圧が印加されていないフローティング状態にあるか、接地電位等に接続されている。この状態においては、Ｙ方向の電極２１〜２５に交流電圧が印加されており、Ｙ方向の電極２１〜２５の面に対し略垂直方向に向かう電気力線が生じている。このように、Ｙ方向の電極２１〜２５において電界が生じているため、指１００等をタッチセンサに近づけた場合に、指１００等と電極パターンとの間にコンデンサが形成され、指１００等に最も近い電極パターンを有する電極に、最も多くの電流が流れる。従って、Ｙ方向の電極２１〜２５のうち最も多く電流が流れた電極を特定することにより、指１００等のＸ座標の位置を特定することができる。

【0017】

このように、Ｘ方向の電極１１〜１５への交流電圧の印加、Ｙ方向の電極２１〜２５への交流電圧の印加を繰り返すことにより、指１００等の位置を連続して検出することができ、指１００等の動きを知ることができる。

【0018】

ところで、図１に示されるタッチセンサにおいては、図３に示されるように、交流電圧が印加されているＸ方向の電極１２等から、Ｘ方向の電極１２等に最も近接しているダイヤ状の電極パターンを有するＹ方向の電極２１、２２に向かう電気力線の成分が生じている。このため、電界分布が弱くなり検出感度が低下したり、Ｘ方向の電極１２のダイヤ状の電極パターンの周辺では、等電位面が大きく曲げられるため、指向性が良好ではなく、検出位置の精度が低下する。よって、より検出感度が高く、位置検出の精度の高いタッチセンサが求められている。

【0019】

（タッチセンサ）
次に、第１の実施の形態における静電センサであるタッチセンサについて説明する。本実施の形態におけるタッチセンサは、図５に示されるように、各々のＸ方向の電極１１〜１５、及び、各々のＹ方向の電極２１〜２５には、駆動検出部１３０に接続されており、各々のＸ方向の電極１１〜１５、及び、各々のＹ方向の電極２１〜２５の双方に交流電圧が印加される。

【0020】

図６に示されるように、駆動検出部１３０の内部には、制御部１３１、複数の検出回路１４０、１４１、・・・、１４９、シールド駆動回路１５０等を有している。検出回路１４０、１４１、・・・、１４９は、Ｘ方向の電極１１〜１５、及び、Ｙ方向の電極２１〜２５のうちから選択された電極に、各々交流電圧を印加するとともに、流れる電流を計測するためのものである。また、シールド駆動回路１５０は、Ｘ方向の電極１１〜１５、及び、各々のＹ方向の電極２１〜２５のうち選択されていない電極に交流電圧を印加するためのものである。

【0021】

具体的には、検出回路１４０は、交流電源１４０ａ、アンプ１４０ｂ、電流計１４０ｃを有しており、交流電源１４０ａにおいて発生した交流をアンプ１４０ｂにより所望の振幅に増幅し、電流計１４０ｃを介して供給する。検出回路１４１、・・・、１４９についても同様であり、検出回路１４１、・・・、１４９は、各々、交流電源１４１ａ、・・・、１４９ａ、アンプ１４１ｂ、・・・、１４９ｂ、電流計１４１ｃ、・・・、１４９ｃを有しており、交流電源１４１ａ、・・・、１４９ａにおいて発生した交流をアンプ１４１ｂ、・・・、１４９ｂにより所望の振幅に増幅し、電流計１４１ｃ、・・・、１４９ｃを介して供給する。本願においては、電流計１４０ｃ、１４１ｃ、・・・、１４９ｃを電流測定部と記載する場合がある。検出回路１４０、１４１、・・・、１４９はこの形式に限定されるものではなくオペアンプを使用したチャージアンプ等を用いても良い。

【0022】

また、シールド駆動回路１５０は、交流電源１５０ａ、アンプ１５０ｂを有しており、交流電源１５０ａにおいて発生した交流をアンプ１５０ｂにより所望の振幅に増幅し、供給する。尚、交流電源１４０ａ、１４１ａ、・・・、１４９ａにおいて発生させた交流と、交流電源１５０ａにおいて発生した交流とは、同じ周波数であって、同位相である。本願においては、交流電源１４０ａ、１４１ａ、・・・、１４９ａを第１の交流電源と記載し、交流電源１５０ａを第２の交流電源と記載する場合がある。

【0023】

Ｘ方向の電極１１〜１５及びＹ方向の電極２１〜２５は、駆動検出部１３０と接続されているが、駆動検出部１３０の内部ではこれらの電極と、検出回路１４０、１４１、・・・、１４９、または、シールド駆動回路１５０と接続するためのスイッチが各々設けられている。具体的には、これらの電極と検出回路１４０、１４１、・・・、１４９とを接続するためのスイッチ１６０ａ、１６１ａ、・・・、１６９ａと、これらの電極とシールド駆動回路１５０とを接続するためのスイッチ１６０ｂ、１６１ｂ、・・・、１６９ｂが設けられている。これらのスイッチは、スイッチ１６０ａ、１６１ａ、・・・、１６９ａが閉じているときは、対応するスイッチ１６０ｂ、１６１ｂ、・・・、１６９ｂが開き、スイッチ１６０ａ、１６１ａ、・・・、１６９ａが開いているときは、対応するスイッチ１６０ｂ、１６１ｂ、・・・、１６９ｂが閉じる。

【0024】

例えば、Ｘ方向の電極１１には、スイッチ１６０ａとスイッチ１６０ｂが接続されており、スイッチ１６０ａには検出回路１４０が接続されており、スイッチ１６０ｂにはシールド駆動回路１５０が接続されている。スイッチ１６０ａが閉じると、Ｘ方向の電極１１は検出回路１４０に電気的に接続され、検出回路１４０より交流電圧が印加され、Ｘ方向の電極１１に流れる電流を電流計１４０ｃにより電流を測定することができる。この際、スイッチ１６０ｂは開いている。

【0025】

本実施の形態におけるタッチセンサにより指等の位置検出をする際には、最初に、図７に示すように、Ｘ方向の電極１１〜１５は、対応する検出回路１４０、１４１等に接続するとともに、Ｙ方向の電極２１〜２５は、シールド駆動回路１５０に接続する。この状態においては、Ｘ方向の電極１１〜１５に交流電圧が印加されるとともに、Ｙ方向の電極２１〜２５にも交流電圧が印加される。本願においては、検出回路１４０、１４１等に接続された電極を選択された電極と記載し、検出回路１４０、１４１等には接続されず、シールド駆動回路１５０に接続された電極を非選択の電極と記載する場合がある。図８は、図７における一点鎖線７Ａ−７Ｂにおいて切断した断面図である。

【0026】

この状態においては、Ｘ方向の電極１１〜１５及びＹ方向の電極２１〜２５には交流電圧が印加されており、図８の破線に示すようなＸ方向の電極１２等及びＹ方向の電極２１、２２等の面に対し略垂直方向に向かう電気力線が生じている。このように、Ｘ方向の電極１１〜１５、Ｙ方向の電極２１〜２５の双方において電界が生じているため、指１００等をタッチセンサに近づけた場合に、指１００等と電極パターンとの間にコンデンサが形成され、指１００等に最も近い電極パターンを有する電極に、最も多くの電流が流れる。Ｘ方向の電極１１〜１５は検出回路１４０、１４１等に接続されているため、Ｘ方向の電極１１〜１５のうち最も多く電流が流れた電極を特定することにより、指１００等のＹ座標の位置を特定することができる。

【0027】

本実施の形態においては、図８に示されるように、Ｘ方向の電極１２と隣り合うＹ方向の電極２１、２２にも同じ振幅の交流電圧が印加されているため、Ｘ方向の電極１２等から、Ｙ方向の電極２１、２２等に向かう電気力線はなく、電気力線の密度は高く、検出感度を向上させることができる。また、Ｘ方向の電極１２のダイヤ状の電極パターンの周辺において、等電位面が大きく曲げられることはないため、指向性が高く、検出位置の精度を向上させることができる。

【0028】

次に、図９に示すように、Ｙ方向の電極２１〜２５は、対応する検出回路１４９等に接続するとともに、Ｘ方向の電極１１〜１５は、シールド駆動回路１５０に接続する。この状態においては、Ｘ方向の電極１１〜１５に交流電圧が印加されるとともに、Ｙ方向の電極２１〜２５にも交流電圧が印加される。よって、Ｘ方向の電極１１〜１５及びＹ方向の電極２１〜２５には交流電圧が印加されており、Ｘ方向の電極１１〜１５及びＹ方向の電極２１〜２５の面に対し略垂直方向に向かう電気力線が生じている。このように、Ｘ方向の電極１１〜１５、Ｙ方向の電極２１〜２５において電界が生じているため、指１００等をタッチセンサに近づけた場合に、指１００等と電極パターンとの間にコンデンサが形成され、指１００等に最も近い電極パターンを有する電極に、最も多くの電流が流れる。Ｙ方向の電極２１〜２５は検出回路１４９等に接続されているため、Ｙ方向の電極２１〜２５のうち最も多く電流が流れた電極を特定することにより、指１００等のＸ座標の位置を特定することができる。

【0029】

従って、本実施の形態におけるタッチセンサにおいては、Ｘ方向の電極１１〜１５及びＹ方向の電極２１〜２５より選択された電極は検出回路に接続され、検出回路に接続されなかった電極、即ち、非選択の電極はシールド駆動回路に接続され、このことを繰り返す。即ち、駆動検出部１３０においては、制御部１３１における制御に基づき、Ｘ方向の電極１１〜１５とＹ方向の電極２１〜２５のうち、検出回路に接続される選択された電極を順次選択して、検出回路と接続する。これにより、指１００等の位置を連続して検出することができ、指１００等の動きを知ることができる。尚、本実施の形態においては、図７に示される状態と、図９に示される状態とが繰り返されるが、この繰り返し周期は、２ｋＨｚ〜５ｋＨｚである。

【0030】

よって、本実施の形態におけるタッチセンサにおいては、図１に示されるタッチセンサに比べて、電気力線の密度が高く、検出感度を向上させることができる。また、Ｘ方向の電極１１〜１５のダイヤ状の電極パターン、Ｙ方向の電極２１〜２５のダイヤ状の電極パターンよりＺ方向に向かう電気力線が多いため、指向性が高く、検出位置の精度を向上させることができる。

【0031】

また、図１に示されるタッチセンサでは、Ｘ方向の電極１１〜１５とＹ方向の電極２１〜２５との間に、水滴等が付着した場合、指１００による操作によるものと誤検出される場合がある。しかしながら、本実施の形態においては、Ｘ方向の電極１１〜１５とＹ方向の電極２１〜２５とは同じ振幅の交流電圧が印加されており、Ｘ方向の電極１１〜１５とＹ方向の電極２１〜２５とは等電位であるため、Ｘ方向の電極１１〜１５とＹ方向の電極２１〜２５との間に、水滴等が付着した場合であっても、水滴の付着が指１００による操作によるものと誤検出されることを防ぐことができる。

【0032】

以上、本実施の形態におけるタッチセンサは、図１に示す構造のタッチセンサよりも、感度、指向性、水による誤検出の防止の効果が高くなる。この結果を表１に示す。

【0033】

【表1】

【0034】

〔第２の実施の形態〕
次に、第２の実施の形態におけるタッチセンサの駆動方法について説明する。本実施の形態は、図５に示されるタッチセンサの駆動方法であって、Ｘ方向の電極やＹ方向の電極よりも駆動回路の数が少ない場合における駆動方法である。例えば、タッチセンサにおけるＸ方向の電極１１〜１５が５本、Ｙ方向の電極２１〜２５が５本である場合に、制御部に設けられている駆動回路の数が４つの場合等である。この場合、すべてのＸ方向の電極１１〜１５に同時に駆動電極を接続することができず、また、すべてのＹ方向の電極２１〜２５に同時に駆動電極を接続することができない。

【0035】

具体的には、図１０に示すように、駆動検出部２３０には、Ｘ方向の電極１１〜１５やＹ方向の電極２１〜２５の数よりも少ない４つの検出回路１４０、１４１、１４２、１４３とシールド駆動回路１５０が設けられている。駆動検出部２３０内には、制御部１３１が設けられており、駆動検出部２３０における様々な制御を行うことができる。

【0036】

本実施の形態においては、駆動検出部２３０内には、セレクタ２６０が設けられており、駆動検出部２３０と接続されているＸ方向の電極１１〜１５及びＹ方向の電極２１〜２５の配線は、駆動検出部２３０内に設けられたセレクタ２６０に接続されている。また、セレクタ２６０には、検出回路１４０、１４１、１４２、１４３及びシールド駆動回路１５０が接続されており、Ｘ方向の電極１１〜１５及びＹ方向の電極２１〜２５と検出回路１４０、１４１、１４２、１４３及びシールド駆動回路１５０とを選択して接続することができる。具体的には、Ｘ方向の電極１１〜１５及びＹ方向の電極２１〜２５のうち選択された電極は、検出回路１４０、１４１、１４２、１４３と接続され、選択されなかった電極は、シールド駆動回路１５０と接続される。

【0037】

次に、本実施の形態におけるタッチセンサの駆動方法について図１１から図１３に基づき説明する。

【0038】

本実施の形態におけるタッチセンサの駆動方法では、最初に、図１１に示すように、セレクタ２６０において、Ｘ方向の電極１１と検出回路１４０とを接続し、Ｘ方向の電極１２と検出回路１４１とを接続し、Ｘ方向の電極１３と検出回路１４２とを接続し、Ｘ方向の電極１２と検出回路１４３とを接続し、Ｘ方向の電極１５、Ｙ方向の電極２１〜２５にはシールド駆動回路１５０を接続する。この状態では、Ｘ方向の電極１１〜１５及びＹ方向の電極２１〜２５には、交流電圧が印加されており、検出回路１４０〜１４３に接続されているＸ方向の電極１１〜１４では、Ｘ方向の電極１１〜１４に流れる電流を各々の検出回路１４０〜１４３に設けられた電流計１４０ｃ〜１４３ｃにより測定することができる。

【0039】

次に、図１２に示すように、セレクタ２６０において、Ｘ方向の電極１５と検出回路１４０とを接続し、Ｙ方向の電極２１と検出回路１４１とを接続し、Ｙ方向の電極２２と検出回路１４２とを接続し、Ｙ方向の電極２３と検出回路１４３とを接続し、Ｘ方向の電極１１〜１４、Ｙ方向の電極２４、２５にはシールド駆動回路１５０を接続する。この状態では、Ｘ方向の電極１１〜１５及びＹ方向の電極２１〜２５には、交流電圧が印加されており、検出回路１４０〜１４３に接続されているＸ方向の電極１５、Ｙ方向の電極２１〜２３では、Ｘ方向の電極１５、Ｙ方向の電極２１〜２３に流れる電流を各々の検出回路１４０〜１４３に設けられた電流計１４０ｃ〜１４３ｃにより測定することができる。

【0040】

次に、図１３に示すように、セレクタ２６０において、Ｙ方向の電極２４と検出回路１４０とを接続し、Ｙ方向の電極２５と検出回路１４１とを接続し、Ｘ方向の電極１１〜１５、Ｙ方向の電極２１〜２３にはシールド駆動回路１５０を接続する。この状態では、Ｘ方向の電極１１〜１５及びＹ方向の電極２１〜２５には、交流電圧が印加されており、検出回路１４０、１４１に接続されているＹ方向の電極２４、２５では、Ｙ方向の電極２４、２５に流れる電流を各々の検出回路１４０、１４１に設けられた電流計１４０ｃ〜１４１ｃにより測定することができる。

【0041】

従って、本実施の形態においては、駆動検出部２３０では、制御部１３１における制御によりセレクタ２６０内で接続の切り替えをおこなうことにより、Ｘ方向の電極１１〜１５とＹ方向の電極２１〜２５のうち、検出回路に接続される電極を順次選択して、検出回路と接続する。

【0042】

以上のように、図１１に示される状態、図１２に示される状態、図１３に示される状態を順に繰り返し、Ｘ方向の電極１１〜１５のうち最も電流の流れたＸ方向の電極と、Ｙ方向の電極２１〜２５のうち最も電流の流れたＹ方向の電極を選び出すことにより、指１００等における２次元位置の検出を行うことができる。従って、本実施の形態においては、Ｘ方向の電極やＹ方向の電極よりも、検出回路の数が少ない場合であっても、指１００等の動きを知ることができる。

【0043】

尚、上記以外の内容については、第１の実施の形態と同様である。

【0044】

〔第３の実施の形態〕
次に、第３の実施の形態におけるタッチセンサについて説明する。本実施の形態におけるタッチセンサは、図５に示されるタッチセンサを用いたものであり、図１４に示されるように、駆動検出部３３０には、タッチセンサにおけるＸ方向の電極１１〜１５、Ｙ方向の電極２１〜２５の数に対応した検出回路１４０、１４１、・・・、１４９が設けられている構成のものである。本実施の形態においては、Ｘ方向の電極１１〜１５、Ｙ方向の電極２１〜２５には、Ｘ方向の電極１１〜１５、Ｙ方向の電極２１〜２５に対応する検出回路１４０、１４１、・・・、１４９のいずれかが接続されており、検出回路１４０、１４１、・・・、１４９より交流電圧が印加されている。よって、本実施の形態においては、シールド駆動回路は設けられていない。

【0045】

具体的には、図１５に示されるように、Ｘ方向の電極１１〜１５、Ｙ方向の電極２１〜２５のすべてが、対応する検出回路１４０、１４１、・・・、１４９に接続されており、Ｘ方向の電極１１〜１５における位置検出と、Ｙ方向の電極２１〜２５における位置検出とを同時に行うことができる。このため、検出回路の数は多くなるが、スイッチやシールド駆動回路等が不要となる。

【0046】

尚、上記以外の内容については、第１の実施の形態と同様である。

【0047】

〔第４の実施の形態〕
次に、第４の実施の形態におけるタッチセンサについて説明する。本実施の形態は、図５に示されるタッチセンサを用いたものであって、検出回路１４０、１４１、・・・、１４９より供給される交流電圧の振幅よりも、シールド駆動回路１５０より供給される交流電圧の振幅を大きくしたものである。このような交流電圧の制御は、駆動検出部１３０内に設けられている制御部１３１において行うことができる。

【0048】

本実施の形態においては、選択された電極であるＸ方向の電極１２に印加されている交流電圧の振幅よりも、Ｘ方向の電極１２に隣接する非選択の電極であるＹ方向の電極２１、２２に印加されている交流電圧の振幅が大きいため、図１６に示すように、Ｘ方向の電極１２より出る電気力線は、Ｚ方向の成分が、図８に示す場合よりも多くなり、指向性をより一層向上させることができる。尚、図１６は、図１５における一点鎖線１５Ａ−１５Ｂにおいて切断した断面図である。

【0049】

尚、上記以外の内容については、第１の実施の形態と同様であり、第２の実施の形態にも適用可能である。

【0050】

〔第５の実施の形態〕
次に、第５の実施の形態における静電センサであるタッチセンサについて説明する。本実施の形態におけるタッチセンサは、図１７及び図１８に示されるように、絶縁体基板４１０の表面側の一方の面４１０ａに、Ｘ方向の電極１１〜１５、及び、Ｙ方向の電極２１〜２５が設けられており、一方の面４１０ａとは反対の他方の面４１０ｂには、シールド電極４２０が設けられている。尚、図１８は、図１７における一点鎖線１７Ａ−１７Ｂにおいて切断した断面図である。

【0051】

シールド電極４２０は、絶縁体基板４１０の他方の面４１０ｂの全面を覆うように形成されており、裏面側からＸ方向の電極１１〜１５、及び、Ｙ方向の電極２１〜２５を覆っている。即ち、Ｚ方向から平面視した状態において、シールド電極４２０が設けられている領域内に、Ｘ方向の電極１１〜１５、及び、Ｙ方向の電極２１〜２５が入っている。シールド電極４２０は、駆動検出部１３０のシールド駆動回路１５０と接続されており、交流電圧が印加されている。このように、シールド電極４２０を設け、シールド駆動回路１５０より交流電圧を印加することにより、裏面側からのノイズの影響、即ち、シールド電極４２０が設けられている側において発生したノイズが、Ｘ方向の電極１１〜１５、及び、Ｙ方向の電極２１〜２５に与える影響を防ぐことができる。

【0052】

尚、上記以外の内容については、第１の実施の形態と同様であり、また、本実施の形態は、第２から第４の実施の形態にも適用可能である。

【0053】

以上、実施の形態について詳述したが、特定の実施形態に限定されるものではなく、請求の範囲に記載された範囲内において、種々の変形及び変更が可能である。

【0054】

尚、本国際出願は、２０１７年１２月２０日に出願した日本国特許出願第２０１７−２４３９８６号に基づく優先権を主張するものであり、その出願の全内容は本国際出願に援用する。

【符号の説明】

【0055】

１１〜１５ Ｘ方向の電極
２１〜２５ Ｙ方向の電極
１００ 指
１３０ 駆動検出部
１３１ 制御部
１４０、１４１、・・・、１４９ 検出回路
１４０ａ、１４１ａ、・・・、１４９ａ 交流電源
１４０ｂ、１４１ｂ、・・・、１４９ｂ アンプ
１４０ｃ、１４１ｃ、・・・、１４９ｃ 電流計
１５０ シールド駆動回路
１５０ａ 交流電源
１５０ｂ アンプ
１６０ａ、１６１ａ、・・・、１６９ａ スイッチ
１６０ｂ、１６１ｂ、・・・、１６９ｂ スイッチ

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】

【図16】

【図17】

【図18】